白鯨一般出生時身長1.5—1.6公尺，重80—100公斤。白鯨的雄性成體最大可長達4.2—4.9公尺，重達1100—1600公斤，而雌性成體最大可長達3.9—4.3公尺，重達700—1200公斤。白鯨一般的壽命可達60—70年。英文名beluga來自俄羅斯語中的белый，意指白色。
白鯨的身體中央橫斷面大致呈圓型，往兩端逐漸變細，當牠們在覓食時，其軀幹尤其顯得肥胖圓潤。白鯨的頭部與其他鯨目動物大不相同，額隆（melon）極為鼓起而突出，曾有一學者形容為「充滿溫暖油脂的氣球」（a balloon filled with warm lard）。白鯨可以自由改變額隆的形狀，推測可能是藉著移動內部氣竇（sinus）的空氣來產生形狀上的變化。因為牠們的頸椎癒合程度比其他鯨目動物來得低，所以能以較大的幅度轉動頭部或點頭。嘴短而寬，不像許多海豚一般有突出的嘴喙（beak），嘴部可產生皺摺。腹部與側面凹凸不平，內部充滿脂肪。不具背鰭，但在背鰭的位置有狹窄的背部隆起。胸鰭寬闊，大型雄鯨的胸鰭尖端上翹。尾鰭會隨年齡增長而變得華美，成年雄鯨在後緣有明顯如凸面鏡般的凸起。上、下顎各有八至九顆似釘狀的牙齒，但年老個體有時會磨損至隱沒於牙床之下。
年輕白鯨渾身呈灰色，隨著年齡增長而逐漸轉淡，最終除了背脊與胸、尾鰭邊緣有暗色沉積外，全身皆為白色。成鯨的白色皮膚有時會在夏季發情時帶有淡黃色色調，但在蛻皮（molt）後即消失。
白鯨具高度群居性，會形成個體間聯繫極為緊密的群體，通常由同一性別與年齡層的白鯨所組成，另外也有規模較小的母子對白鯨族群。沒有獵人或天敵威脅時，在河口三角洲水域白鯨可聚集達數千頭以上。白鯨能發出多種變化多端的聲音，包括旋轉的顫音、嘎嘎叫、似鐘聲、尖銳的啪啪聲（可能由拍擊顎部所產生) 、與近似推動生銹門板的聲音。一位早期的鯨類學者Bill Schevill曾如此描述牠們：「高音的共鳴哨聲與尖叫，多變的滴答聲與咯咯聲，讓人聯想到一隊交響樂隊，有時又有如貓叫或小鳥的啁啾聲。」牠們的聲音有時會讓人誤以為遠方有一群小孩在叫囂。對野生白鯨而言，最大的天敵是虎鯨與北極熊，也包括人類。北極熊會快速地跑到白鯨受困於冰層的地區，以其強力的前掌給予重擊後再把牠們拖到冰上食用。白鯨是相當好奇的動物，常會浮窺（spyhopping）與鯨尾擊浪（lobtailing），但似乎從不躍身擊浪（breaching）。充滿霧氣的噴氣（blow）低矮而不明顯。
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